מגזין הטכניון

וקרים בפקולטה להנדסת מכונות פיתחו “לייזר גל-מים” - התקן ראשון מסוגו היוצר קרינת לייזר

באמצעות תגובת גומלין בין אור לגלי מים. יישומים אפשריים של ההתקן כוללים גלאי רב-חושי

שמתבסס על גלי אור, קול וגלי מים; וקירור אופטי של גלי מים לתחום הקוואנטי שבו האנרגיה משתנה

ביחידות בדידות.

, נערך על ידי הסטודנטים שמואל קמינסקי ושי מעייני

Nature Photonics

המחקר, המתפרסם בכתב העת

בהנחייתו של פרופ’ טל כרמון, ראש המרכז לאופטומכניקה בפקולטה להנדסת מכונות. זהו גישור ראשון בין

שני תחומי מחקר שנחשבו לא קשורים זה לזה: אופטיקה לא לינארית וגלי מים.

התקני לייזר מבוססים על עקרון הפליטה המאולצת שניסח אינשטיין. במילים פשוטות מדובר בכך

שאטומים פולטים קרינה כאשר פוגע בהם אור. לרוב מבוססים התקני לייזר על מעבר אלקטרונים בין רמות

האנרגיה של האטום: כאן, לעומת זאת, מוצע התקן נוזלי שמחוללות תנודות גלי המים את קרינת הלייזר.

טיפת המים רכה פי מיליון בהשוואה למה שהטכנולוגיה הנוכחית בהתקנים אופטיים מאפשרת, ולכן הלחץ

גדול פי מיליון.

לְמַעֲוָת

שמפעיל האור על הטיפה גורם

האפשרות ליצירת לייזר באמצעות אינטראקציית אור עם גלי מים לא נבחנה בעבר, אפילו לא על ידי

תנודות בשנייה) ובין

1,000-

תאורטיקנים, בעיקר בשל הפער העצום בין תדירותם הנמוכה של גלי המים (כ

תדירותה הגבוהה של קרינת הלייזר. פער תדירויות זה מקטין את יעילות העברת האנרגיה בין אור לגלי

מים. כדי לצמצם את הפער השתמשו החוקרים במהוד שבו חולפים גלי מים ואור אלה דרך אלה. בדומה

להד שמכפיל צעקה אחת, גלי האור וגלי המים חולפים אלה דרך אלה פעמים רבות. כדי להגדיל למיליון

את מספר ההדים האופטיים השתמשו החוקרים בנוזלים שקופים מאוד, וכדי להגדיל את מספר הדי המים

נבחרו נוזלים שצמיגותם נמוכה.

20-

לפנינו אפוא הדגמה ראשונה של פליטת לייזר המבוססת על תגובת הגומלין בין אור לגלי מים. קרינת

הלייזר נוצרת בתוך טיפה קטנה המוחזקת במלקחיים אופטיים, כלומר בקרינת אור. באותו זמן מאפשר סיב

אופטי, המגיע מהצד, צימוד אור המסתובב בתוך הטיפה אלפי פעמים. כך נוצרת אינטראקציה המעצימה

את עצמה וגורמת לפליטה של קרינת לייזר היוצאת מצדו השני של הסיב האופטי.

גל-מים

לייזר

תיאור אמנותי של לייזר גל-מים

מר:

פרופ’ טל כרמון

שי מעייני